本文選題：GNSS-R　切入點(diǎn)：海洋遙感　出處：《中國地質(zhì)大學(xué)(北京)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：GNSS-R是自20世紀(jì)90年代以來逐步發(fā)展起來的一個(gè)新技術(shù)分支,反射介質(zhì)表面的某些物理信息可直接體現(xiàn)在接收的GNSS反射信號(hào)中,對(duì)GNSS的反射信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確估量和精確處理,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)其反射面相關(guān)物理特征的計(jì)算與反演,為海洋遙感奠定了理論基礎(chǔ),因此在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域和遙感領(lǐng)域受到國內(nèi)外研究學(xué)者的重點(diǎn)關(guān)注。GNSS具有多信號(hào)源、全天候、全天時(shí)和多覆蓋等特點(diǎn),利用星載GNSS-R接收機(jī)進(jìn)行全球海洋遙感存在著巨大發(fā)展?jié)摿脱芯績r(jià)值。在此研究背景下,本文主要研究LEO-R的星座架構(gòu),該星座搭載GNSS-R接收機(jī),通過分析其在中國海域內(nèi)對(duì)臺(tái)風(fēng)場(chǎng)景的覆蓋性能,為臺(tái)風(fēng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供一種新式微波遙感技術(shù)手段,以增進(jìn)GNSS-R技術(shù)在中國海洋遙感領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展。本文系統(tǒng)闡述了GNSS-R技術(shù)的原理、特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,描述了Walker星座架構(gòu)的體系特征,介紹了STK軟件的功能特點(diǎn)。研究了GNSS-R技術(shù)及海面散射區(qū)域特性,描述了GNSS-R系統(tǒng)的幾何關(guān)系,分析了GNSS-R信號(hào)反射特性。本文建立了由GNSS信號(hào)源仿真模塊、LEO-R星座設(shè)計(jì)模塊、多源鏡點(diǎn)算法模塊和中國海域覆蓋能力分析模塊構(gòu)成的GNSS-R仿真系統(tǒng),詳細(xì)介紹了各個(gè)模塊的結(jié)構(gòu)和功能。以GPS系統(tǒng)和BDS系統(tǒng)為例作為GNSS信號(hào)源,通過控制變量法,分析了當(dāng)星座升交點(diǎn)赤經(jīng)跨度、星座軌道高度、星座軌道傾角、星座軌道數(shù)目和星座衛(wèi)星總數(shù)等LEO-R星座參數(shù)發(fā)生變化時(shí),中國海域反射事件在經(jīng)、緯度帶上的分布規(guī)律。最后,以2016年14號(hào)侵襲中國海域的超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“莫蘭蒂”作為研究對(duì)象,根據(jù)其經(jīng)緯度帶范圍,構(gòu)建了反射事件分布規(guī)律較好的LEO-R星座。分析了“莫蘭蒂”臺(tái)風(fēng)移動(dòng)范圍內(nèi)的反射事件變化規(guī)律,并在不同的緯經(jīng)監(jiān)測(cè)半徑內(nèi),對(duì)其反射事件數(shù)量進(jìn)行了實(shí)時(shí)仿真,驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的LEO-R星座的覆蓋性能。結(jié)果表明:本文構(gòu)建的LEO-R星座對(duì)中國海域臺(tái)風(fēng)的覆蓋性較好,滿足對(duì)臺(tái)風(fēng)移動(dòng)軌跡進(jìn)行精確預(yù)警的要求。
[Abstract]:GNSS-R is a new branch of technology developed gradually since 1990s. Some physical information on the surface of reflected medium can be directly reflected in the received GNSS reflection signal. The reflected signal of GNSS can be accurately estimated and processed. It can realize the calculation and inversion of the related physical characteristics of its reflectance surface, which lays a theoretical foundation for marine remote sensing. Therefore, it has attracted the attention of domestic and foreign researchers in the field of satellite navigation and remote sensing. GNSS has many signal sources, all weather, and so on. With the characteristics of all-day time and multi-coverage, there is great development potential and research value for global ocean remote sensing using spaceborne GNSS-R receiver. In this research background, this paper mainly studies the constellation architecture of LEO-R, which is equipped with GNSS-R receiver. By analyzing the coverage performance of typhoon scene in the sea area of China, this paper provides a new microwave remote sensing technology for typhoon monitoring system. In order to enhance the application and development of GNSS-R technology in the field of marine remote sensing in China, this paper systematically describes the principle, characteristics, advantages, research status at home and abroad of GNSS-R technology, and describes the system characteristics of Walker constellation architecture. This paper introduces the functional characteristics of STK software, studies the GNSS-R technology and the characteristics of sea surface scattering region, describes the geometric relationship of GNSS-R system, and analyzes the reflection characteristics of GNSS-R signal. In this paper, the GNSS signal source simulation module is established, and the design module of LEO-R constellation is established. This paper introduces the structure and function of the GNSS-R simulation system, which is composed of the multi-source mirror algorithm module and the sea coverage capability analysis module of China. Taking the GPS system and the BDS system as the GNSS signal source, the control variable method is adopted. This paper analyzes the distribution of reflection events in the longitude and latitude zones of the Chinese sea area when the LEO-R constellation parameters such as the span of the ascending intersection of the constellation, the altitude of the constellation orbit, the inclination angle of the constellation orbit, the number of constellation orbits and the total number of constellation satellites change. According to the latitude and longitude range of the super typhoon Moranti, which hit Chinese waters on 2016, A LEO-R constellation with good distribution of reflection events is constructed, and the variation of reflection events in the moving range of Typhoon Morandi is analyzed, and the number of reflection events in different zonal warp monitoring radii is simulated in real time. The results show that the designed LEO-R constellation has good coverage for typhoons in China and meets the requirement of accurate warning of typhoon trajectory.
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P715.7;P228.4

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5 張U，

本文編號(hào)：1610835